화학연ㆍ경희대, 환경친화적 페로브스카이트 전지 개발

- 국내외 특허 등록ㆍ출원…국제저널 ‘나노 에너지’ 논문 게재

[헤럴드경제=박세환 기자] 국내 연구진에 의해 환경 친화적 페로브스카이트(perovskite) 전지가 개발됐다.

한국화학연구원(원장 이규호)은 화학연 문상진 박사 팀과 경희대 임상혁 교수(화학공학과) 팀의 공동연구로 페로브스카이트 소재에 납(Pb) 단일 성분이 아닌 구리(Cu) 등 다른 금속을 조합함으로써 치밀하고 큰 결정크기와 높은 전기전도도를 가진 신규 소재를 개발했다고 7일 밝혔다. 


또 구리 도핑에 의해 반도체의 특성을 조절할 수 있어, 향후 태양전지 뿐만 아니라 발광다이오드(LED), 트랜지스터 등의 분야에도 널리 응용할 수 있는 가능성을 제시했다.

그동안 페로브스카이트 태양전지는 저렴하고 간단하게 대량생산할 수 있으며 최고 효율이 22.1%를 기록해 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 소재로 주목받았지만 중금속인 납을 쓰고 있다는 점에서 안전성 문제가 꾸준히 제기돼 왔다.

이번에 개발된 소재는 내구성과 재현성도 우수한 것으로 밝혀졌다.

문상진 화학연 연구책임자는 “이번 소재는 납 대신 구리를 부분 조합하고도 우수한 성능을 보유해, 납이 완전히 제거된 페로브스카이트 소재가 개발되기 전까지 핵심 원천소재 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

연구팀은 앞으로 납이 완전히 제거된 새로운 페로브스카이트 소재 개발과 내구성 등 수명을 높이기 위한 소재 및 소자 개발을 목표로 연구를 진행하고 있다.

연구팀은 올해 국내 특허 등록과 미국 특허 출원을 완료했으며, 국제 저널 ‘나노 에너지 (Nano Energy)’ 9월호에 게재됐다.

한편, 이번 연구는 미래창조과학부의 재원으로, 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 미래기반기술개발사업 등의 지원을 통해 수행됐다.

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